Stochastic discrete time crystals: Entropy production and subharmonic synchronization
离散时间晶体是周期性驱动的系统，其以不确定次谐波振荡的形式显示时间平移不变性的自发对称性破缺。我们介绍了一个离散时间晶体的物理相容模型，并使用随机热力学框架对其进行了分析。特别是，我们评估的能量耗散率的相互作用嘈杂的亚谐振荡器与热浴接触的多体系统。我们的模型显示了新的现象的次谐波同步，这对应于集体次谐波振荡的个人单位。
2020-02-21 cond-mat.stat-mech
Entropy driven stabilization of energetically unstable crystal structures explained from first principles theory
计算晶体热力学的传统方法评估谐波声子谱，因此在谐波近似下晶体结构不稳定的常见和重要情况下不起作用，例如体心立方（bcc）晶体结构，当它作为许多金属的高温相出现时。为了解决这个问题，从第一性原理出发，发展了一种自洽计算温度相关声子谱的方法。该方法结合了玻恩的原子间自洽声子方法的概念与超级细胞中精确的原子间力的第一性原理计算。该方法已被测试的高温bcc相的Ti，Zr和Hf，作为代表性的例子，并发现重现所观察到的高温声子频率具有良好的精度。
2008-03-09 cond-mat.stat-mech
Entropy driven formation of complex crystals in soft nanoparticle systems
我们提出了一个理论描述的自组装机制，在二元软纳米粒子系统的类型，这是由Talapin等人[1]实验研究。我们专注于，特别是，十二方相的形成条件，并解释为什么这些可以通过纳米粒子的软壳稳定。我们描述了不同类型的相变，这是可能的有效自由能来自n-体耗尽电位。大量的各种晶体和几个准周期结构的预测形成，这取决于二元系统的组成和颗粒的尺寸比。我们表明，这个理论可以定性地解释许多实验上看到的结构，包括条纹，四角，六角和准周期相。我们还预测了几个新的正方形三角形平铺对应于不同的包装分数和集群比一个十二方相，已观察到迄今为止。我们的理论可以测试在原则上详细的数值调查的耗尽部队在二元系统。
2021-04-12 cond-mat.stat-mech
Stacking Entropy of Hard Sphere Crystals
经典的硬球在足够高的密度下平衡结晶。由二维六方密堆积层（例如fcc、hcp等）堆叠而成的晶体。每个球的熵仅相差约$10^{-3}k_B$（所有构型的能量都是简并的）。为了方便地解决和研究这些小的熵差，我们已经实现了两种不同的multicanonical蒙特卡罗算法，允许直接平衡晶体之间的不同堆叠序列。最近的工作表明，fcc堆积比hcp堆积具有更高的熵。我们已经研究了其他堆叠，以证明fcc堆叠确实具有所有可能堆叠中最高的熵。我们可以检测到的熵相互作用涉及三层、四层和（尽管统计确定性较小）五层连续的球体。这些层间熵的相互作用下降的强度随着距离的增加，正如预期的那样，这种下降似乎是更慢的熔化密度附近比在最大（紧密堆积）密度。在最大密度时，fcc和hcp堆积之间的熵差为每个球$0.00115 +/- 0.00004 k_B$，这比在熔融转变附近测量的相同量高出大约30%。
1998-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Mapping Disorder in Entropically Ordered Crystals
由于熵的作用，硬形状的系统会结晶。熵在平动和转动的微观贡献中是如何分布的？我们回答这个问题，通过分解的硬六角形晶体的热涨落到集体模式，概括和量化的硬棒液晶的Onsager图片。我们发现，在密度近密堆积和近的固体六角熔化过渡，硬正六边形的固体保持其大部分的熵平移自由度。
2018-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy production and collective excitations of crystals out of equilibrium: the concept of entropons
该研究拓展了entropons（熵子）概念，证明这类非平衡熵产生模式的集体激发普遍存在于缺乏细致平衡的活性晶体中，而非仅局限于自驱动粒子晶体体系。
2023-07-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Engineering Entropy for the Inverse Design of Colloidal Crystals from Hard Shapes
在整个物理科学中，熵作为一个关键但神秘的概念脱颖而出，在材料设计中，它往往退居能量之后。在这里，我们展示了如何精确地设计熵来实现所需的胶体晶体。我们证明了逆设计的硬颗粒，组装六个不同的目标胶体晶体，仅仅由于熵最大化。我们的方法有效地样本$10^8$颗粒形状从88和192维的设计空间，以发现最佳的形状。我们设计的粒子形状，自组装已知的晶体与优化的热力学稳定性，以及新的晶体结构，没有已知的原子或其他等价物。
2017-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Inhomogeneous entropy production in active crystals with point imperfections
针对含同位素质量缺陷的活性晶体熵产生空间分布问题，采用以完美有序简谐固体为参考的微扰分析开展理论研究，预测熵产生率从杂质处指数衰减至体相值，愈合长度匹配无杂质活性固体的速度关联长度，并经二维活性布朗粒子晶体数值模拟验证。
2023-06-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Enhancing entropy and enthalpy fluctuations to drive crystallization in atomistic simulations
结晶是一个非常实用的过程，其中罕见但关键的波动导致从液体开始形成固相。就像所有的一阶相变一样，焓和熵之间存在相互作用。基于这一思想，为了在分子模拟中驱动结晶，我们引入了两个集体变量，一个是熵，另一个是熵。以这种方式定义，这些集体变量不会预先判断系统将具体化为什么样的结构。我们通过研究分别以面心立方和体心立方晶体结构结晶的钠和铝的情况，展示了这种方法的实用性。使用这两个通用的集体变量，我们进行变分增强的采样和回火metadhesics模拟，并发现系统之间的液体和固体相自发地和可逆地转变。
2017-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Classical many-particle systems with unique disordered ground states
多粒子系统的经典基态（全局能量最小化配置）通常是唯一的晶体结构，这意味着不同模式的枚举熵为零（除了平凡的对称操作）。相比之下，以前已知的几个多粒子系统的无序经典基态都是高熵（高度简并）态。在这里，我们计算表明，我们最近提出的“完美玻璃”多粒子模型[科学。代表：6，36963（2016）]具有熵为零的无序经典基态：一种高度违反直觉的情况。对于我们已经数值研究过的所有系统尺寸、参数和空间维度，无序基态都是唯一的，它们总是可以相互叠加或镜像叠加。在低能量下，从模拟得到的态密度与从单个基态附近的谐波近似计算得到的态密度相匹配，进一步证实了基态的唯一性。我们的发现提供了熵和无序相互矛盾的奇异例子。零熵的基态提供了一个独特的视角，著名的Kauzmann熵危机中，一个过冷液体的外推熵下降到低于晶体。我们期望我们的无序独特模式在玻璃物理学之外的领域具有价值，包括在密码学中作为具有可调计算复杂性的伪随机函数的应用。
2017-10-05 cond-mat.stat-mech
Soap Froths and Crystal Structures
我们提出了一个物理机制来解释在大分子和超分子胶束材料中发现的晶体对称性。我们认为，硬胶束核心的堆积熵是受挫的熵相互作用，他们的刷状电晕。后者的相互作用被视为相邻的Voronoi细胞之间的表面效应。所观察到的晶体结构对应于Kelvin和Weaire-Wedman最小泡沫。我们发现，这些结构是稳定的合理的面积熵密度。
2000-07-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Predicting polymorphism in molecular crystals using orientational entropy
本文介绍了一种计算方法来发现有限温度下分子晶体中的多晶型。该方法基于从液体开始再现结晶过程，并让系统发现相关的多晶型物。然而，这个想法与结晶的时间尺度比分子模拟的时间尺度长得多的事实相冲突。为了使负担得起的模拟时间内的过程中，我们提高了集体变量的波动，通过构建一个偏置电位与良好的回火metadaptics。我们使用的集体变量的熵代理的基础上扩展的对关联函数，其中包括对分子的取向之间的相关性。我们还提出了一种基于扩展对关联函数和广义Kullback-Leibler散度的构型相似性度量。通过这种方式，我们自动分类的配置属于一个给定的多晶型使用我们的度量和层次聚类算法。我们找到了这两种物质的所有相关多晶型物，并预测了新的多晶型物。其中之一是稳定在有限温度下的熵效应。
2018-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Estimating physical properties from liquid crystal textures via machine learning and complexity-entropy methods
成像技术是从不同材料中查询许多性质的重要工具。液晶通常通过光学和图像处理方法进行研究。尽管如此，直接从这些材料的纹理图像提取液晶的物理性质的问题受到的关注相当少。在这里，我们提出了一种方法，结合两个物理启发的图像量化器（排列熵和统计复杂性）与机器学习技术，直接从纹理图像中提取的物理特性的液晶和胆甾相液晶。我们证明了我们的方法的实用性和准确性，在一系列的应用程序中，涉及模拟和实验纹理，这些材料的物理性质（即：平均序参量，样品温度，和热节距长度）预测具有显着的精度。最后，我们相信我们的方法可以在更复杂的液晶实验以及探测通过成像技术研究的其他材料的物理性质是有用的。
2019-01-07 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.data-an
Entropy of different phases formed by soft rods
本文将2PT模型扩展至软排斥球柱体，通过分解平动与转动态密度并引入流动性因子，计算不同液晶相的绝对熵和超额熵，且与MD/MC状态方程积分结果一致。
2023-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Configurational and Vibrational Entropy in Hydrogen-bonded Fluids
本文提出用传播声子谱及单一参数描述简单流体跨液态、超临界态和气态的非理想熵，并指出氢键流体不适用该单谱描述。
2024-03-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Heat Conduction and Entropy Production in Anharmonic Crystals with Self-Consistent Stochastic Reservoirs
我们研究一类非谐晶体的$d$尺寸，$d\ge 1$，耦合到外部和内部的热浴的Ornstein-Uhlenbeck型。在1方向的边界处施加的外部热浴处于指定的不相等温度$\tlb$和$\trb$。内部浴槽的温度以自洽的方式由不存在与处于非平衡稳态（NESS）的系统的净能量交换的要求确定。我们证明了存在这样一个固定的自洽配置文件的有限系统的温度，并显示它最小化的熵产生领先的顺序在$(\tlb -\trb)$。在NESS中，导热率$κ$定义为单位面积的热通量除以系统长度和$(\tlb -\trb)$。在当外部储层的温度达到相同温度$T$时的极限中，$κ(T)$由Green-Kubo公式给出，在与所有具有温度$T$的储层耦合的平衡系统中进行评估。这个$κ(T)$在系统的大小变为无穷大时保持有界。我们还表明，相应的无限系统Green-Kubo公式产生一个有限的结果。更强的结果得到的假设下，自洽的配置文件仍然有界。
2008-11-21 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Maximizing Entropy by Minimizing Area: Towards a New Principle of Self-Organization
我们提出了一个启发式的解释，在各种胶体系统中观察到的许多非紧密堆积的晶体结构。通过肥皂泡沫和模糊胶体的软电晕之间的类比，我们提供了一个几何解释的自由能软球。在这张图片中，我们表明，与硬核相互作用和位置熵的粒子的紧密堆积规则是挫败的软尾和软电晕内部熵的最小面积原则。我们还讨论了这些想法的晶体结构和对分布函数，并分析了一个模型的硬球-方肩系统的细胞理论的相图。我们发现，A15晶格，已知的面积最小化，是有利于一个合理的范围内的模型参数，因此它是各种胶体系统的可能的平衡态。我们还表明，在短程凸势的情况下，A15和其他非紧密堆积的晶格在很宽的密度范围内共存，这可能使它们的识别困难。
2001-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Triangle-Well and Ramp Interactions in One-Dimensional Fluids: A Fully Analytic Exact Solution
本文给出了粒子通过三角势阱和斜坡势相互作用的一维流体的热力学和结构平衡性质的精确热力学-力学解。与以前的研究相比，径向分布函数$g(r)$是通过傅里叶逆从结构因子中获得的，我们提供了一个完全解析的$g(r)$表示任何所需的距离。该解决方案是用来进行广泛的研究的状态方程，每粒子的过剩内能，剩余多粒子熵，结构因子，径向分布函数，和直接的关联函数。此外，散点图的桥梁功能与间接的关联函数用于衡量的超网链，Percus-Yevick和Martynov-Sarkisov关闭的可靠性。最后，在三角势阱模型下，得到了Fisher-Widom线和Widom线。
2018-12-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Hierarchical Framework for Predicting Entropies in Bottom-Up Coarse-Grained Models
本文提出层级化CG相互作用分解与微扰/多粒子关联框架，仅凭参考体系信息即可无CG模拟预测分子粗粒化模型的熵及其他热力学性质。
2024-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
